钛合金铣削加工技术研究现状及发展

姜增辉，董济超，孔繁雅，周 超

(沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159)

钛合金比强度高、耐蚀性好、热强度高[1-2]，是制造高温环境、易腐蚀环境下工作零件的理想高强轻质材料，被广泛应用于航空航天、生物医学、武器装备制造、石油化工及核电装备等各个领域[3-5]。在生物医学领域，钛合金可用于制作人工关节、人工牙齿等医学修复及替换材料，及心血管支架上、弹性接骨板、脊柱固定器等多种医疗器械产品[6]。在武器装备制造领域，由于现代战争模式需要更好的机动能力，有效地实现装备轻量化已经成为重要发展趋势，高强轻质的钛合金材料在武器装备零件、构件制造中的应用正在得到快速发展[7-8]。

目前，钛合金零部件产品价格普遍较高，除去原材料价格外，其加工成本是重要的原因之一。

1 钛合金切削加工的特点

钛合金是一种典型的难加工金属材料[9-12]，其在加工时有如下特点。

1)变形系数小。与切削普通钢材相比，切削过程中切屑在前刀面上流动的路程很短，切屑沿前刀面流出过程中产生的严重摩擦磨损区十分靠近主切削刃，导致在前刀面上主切削刃附近产生更大的应力和更多的切削热。刃口容易发生磨损，甚至产生破损。由于前刀面上主要磨损位置十分接近刃口，很难在前刀面上观察到“月牙洼”磨损。

2)切削温度较高。原因有2个方面：1)钛合金的热导率很小，通过被切削工件本身散热的能力很差；2)切屑与前刀面的接触区域非常靠近切削刃，切削热很难散出，致使切削温度很高。……